新能源汽車的的優(yōu)勢就在于相較于以汽油為燃料的車更加低碳環(huán)保。它采用的是非常規(guī)的車用燃料作為動力來源，如鋰電池、氫燃料等。鋰離子電池的應用領(lǐng)域也非常廣泛，除了新能源汽車之外，手機、筆記本電腦、平板電腦、移動電源、電動自行車、電動工具等等。

但鋰離子電池的安全問題不可小視。多次事故顯示，當人們充電不當、或者環(huán)境溫度過高等情況下，極容易引發(fā)鋰離子電池自燃、爆炸，這也成為鋰離子電池發(fā)展過程中最大的痛點。

雖然鋰電池本身的屬性決定了其"易燃易爆炸"的宿命，但并不是完全無法降低風險和安全性的。隨著電池技術(shù)的不斷進步，無論手機企業(yè)亦或是新能源汽車公司，通過合理的電池管理系統(tǒng)以及熱管理系統(tǒng)，電池就能夠保證安全，也不會發(fā)生爆炸或者自燃現(xiàn)象。

1、提高電解液的安全性

電解液與正、負電極之間均存在很高的反應活性，尤其在高溫下，為了提高電池的安全性，提高電解液的安全性是比較有效的方法之一。通過加入功能添加劑、使用新型鋰鹽以及使用新型溶劑可以有效解決電解液的安全隱患。

根據(jù)添加劑功能的不同，主要可以分為以下幾種：安全保護添加劑、成膜添加劑、保護正極添加劑、穩(wěn)定鋰鹽添加劑、促鋰沉淀添加劑、集流體防腐添加劑、增強浸潤性添加劑等。

2、提高電極材料的安全性

磷酸鐵鋰以及三元復合材料被認為是成本低廉、“安全性優(yōu)良”的正極材料，有可能在電動汽車產(chǎn)業(yè)中普及應用。對于正極材料，提高其安全性的常見方法為包覆修飾，如用金屬氧化物對正極材料進行表面包覆，可以阻止正極材料與電解液之間的直接接觸，抑制正極物質(zhì)發(fā)生相變，提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，降低晶格中陽離子的無序性，以降低副反應產(chǎn)熱。

對于負極材料，由于其表面的往往是鋰離子電池中最容易發(fā)生熱化學分解并放熱的部分，因此提高SEI膜的熱穩(wěn)定性是提高負極材料安全性的關(guān)鍵方法。通過微弱氧化、金屬和金屬氧化物沉積、聚合物或者碳包覆，可以提高負極材料熱穩(wěn)定性。

3、改善電池的安全保護設計

除了提高電池材料的安全性，商品鋰離子電池采用的許多安全保護措施，如設置電池安全閥、熱溶保險絲、串聯(lián)具有正溫度系數(shù)的部件、采用熱封閉隔膜、加載專用保護電路、專用電池管理系統(tǒng)等，也是增強安全性的手段。

1、使用安全型鋰離子電池電解質(zhì)

目前鋰離子電池電解液使用碳酸酯作為溶劑，其中線型碳酸酯能夠提高電池的充放電容量和循環(huán)壽命，但是它們的閃點較低，在較低的溫度下即會閃燃，而氟代溶劑通常具有較高的閃點甚至無閃點，因此使用氟代溶劑有利于抑制電解液的燃燒。目前研究的氟代溶劑包括氟代酯和氟代醚。

阻燃電解液是一種功能電解液，這類電解液的阻燃功能通常是通過在常規(guī)電解液中加入阻燃添加劑獲得的。阻燃電解液是目前解決鋰離子電池安全性最經(jīng)濟有效的措施，所以尤其受到產(chǎn)業(yè)界的重視。

使用固體電解質(zhì)，代替有機液態(tài)電解質(zhì)，能夠有效提高鋰離子電池的安全性。固體電解質(zhì)包括聚合物固體電解質(zhì)和無機固體電解質(zhì)。聚合物電解質(zhì)，尤其是凝膠型聚合物電解質(zhì)的研究取得很大的進展，目前已經(jīng)成功用于商品化鋰離子電池中，但是凝膠型聚合物電解質(zhì)其實是干態(tài)聚合物電解質(zhì)和液態(tài)電解質(zhì)妥協(xié)的結(jié)果，它對電池安全性的改善非常有限。干態(tài)聚合物電解質(zhì)由于不像凝膠型聚合物電解質(zhì)那樣包含液態(tài)易燃的有機增塑劑，所以它在漏液、蒸氣壓和燃燒等方面具有更好的安全性。目前的干態(tài)聚合物電解質(zhì)尚不能滿足聚合物鋰離子電池的應用要求，仍需要進一步的研究才有望在聚合物鋰離子電池上得到廣泛應用。相對于聚合物電解質(zhì)，無機固體電解質(zhì)具有更好的安全性，不揮發(fā)，不燃燒，更加不會存在漏液問題。此外，無機固體電解質(zhì)機械強度高，耐熱溫度明顯高于液體電解質(zhì)和有機聚合物，使電池的工作溫度范圍擴大;將無機材料制成薄膜，更易于實現(xiàn)鋰離子電池小型化，并且這類電池具有超長的儲存壽命，能大大拓寬現(xiàn)有鋰離子電池的應用領(lǐng)域。

常規(guī)的含阻燃添加劑的電解液具有阻燃效果，但是其溶劑仍是易揮發(fā)成分，依然存在較高的蒸氣壓，對于密封的電池體系來說，仍有一定的安全隱患。而以完全不揮發(fā)、不燃燒的室溫離子液體為溶劑，將有希望得到理想的高安全性電解液。離子液體是在室溫及相鄰溫度下完全由離子組成的有機液體物質(zhì)，具有電導率高、液態(tài)范圍寬、不揮發(fā)和不燃等特點，將離子液體用于鋰離子電池電解液中有望解決鋰離子電池的安全問題。

2、提高電極材料熱穩(wěn)定性

鋰離子電池的安全問題是不安全電解質(zhì)直接導致的，但從根源上來說，是因為電池本身的穩(wěn)定性不高，熱失控的出現(xiàn)導致的。而熱失控的發(fā)生除了電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性原因，電極材料的熱穩(wěn)定性也是最重要的原因之一，所以提高電極材料的熱穩(wěn)定性也是提高電池安全性的重要環(huán)節(jié)，但是這里所說的電極材料熱穩(wěn)定性不但包括其自身的熱穩(wěn)定性，也要包括其與電解質(zhì)材料相互作用的熱穩(wěn)定性。

通常負極材料熱穩(wěn)定性是有其材料結(jié)構(gòu)和充電負極的活性決定的。對于碳材料，球形碳材料，如中間相碳微球(MCMB)相對于鱗片狀石墨，具有較低的比表面積，較高的充放電平臺，所以其充電態(tài)活性較小，熱穩(wěn)定性相對較好，安全性高。而尖晶石結(jié)構(gòu)的Li4Ti5O12,相對于層狀石墨的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更好，其充放電平臺也高得多，因此熱穩(wěn)定性更好，安全性更高。因此，目前對安全性要求更高的動力電池中通常使用MCMB或Li4Ti5O12代替普通石墨作為負極。通常負極材料的熱穩(wěn)定性除了材料本身之外，對于同種材料，特別是石墨來說，負極與電解液界面的固體電解質(zhì)界面膜(SEI)的熱穩(wěn)定性更受關(guān)注，而這也通常被認為是熱失控發(fā)生的第一步。提高SEI膜的熱穩(wěn)定性途徑主要有兩種：一是負極材料的表面包覆，如在石墨表面包覆無定形炭或金屬層;另一種是在電解液中添加成膜添加劑，在電池活化過程中，它們在電極材料表面形成穩(wěn)定性較高的SEI膜，有利于獲得更好的熱穩(wěn)定性。

正極材料和電解液的熱反應被認為是熱失控發(fā)生的主要原因，提高正極材料的熱穩(wěn)定性尤為重要，在產(chǎn)業(yè)界正極材料的開發(fā)也更受關(guān)注，除了有其價格較高、利潤較大的原因外，它在電池安全性中的重要地位也是其備受關(guān)注的一個重要原因。與負極材料一樣，正極材料的本質(zhì)特征決定了其安全特征。LiFePO4由于具有聚陰離子結(jié)構(gòu)，其中的氧原子非常穩(wěn)定，受熱不易釋放，因此不會引起電解液的劇烈反應或燃燒;而其他過渡金屬氧化物正極材料，受熱或過充時容易釋放出氧氣，安全性差。而在過渡金屬氧化物當中，LiMn2O4在充電態(tài)下以λ-MnO2形式存在，由于它的熱穩(wěn)定性較好，所以這種正極材料也相對安全性較好。此外，也可以通過體相摻雜、表面處理等手段提高正極材料的熱穩(wěn)定性。